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- 2021-05-24 发布
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北京专家2020届高考模拟试卷(一)
理科综合试卷
一、选择题(共8小题,每小题6分。在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
1.下列说法正确的是( )
A. 做匀速圆周运动的物体,转动一周,由于初末位置速度相同,故其合力冲量为零
B. 做曲线运动的物体,任意两段相等时间内速度变化一定不相同
C. 一对作用力和反作用力做功一定大小相等,并且一个力做正功另一个力做负功
D. 在磁场中,运动电荷所受洛伦兹力为零的点,磁感应强度B也一定为零
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据动量定理,合力的冲量等于动量的变化,物体在运动一周的过程中,动量变化为零,故合力的冲量为零,故A正确;
B.在匀变速曲线运动中,加速度不变,根据
可知在任意两段相等时间内速度变化相同,故B错误;
C.一对作用力和反作用力做的功没有定量关系,一对作用力和反作用力可以同时做正功,也可以同时做负功,或不做功,故C错误;
D.在磁场中,若带电粒子的运动方向与磁场方向平行,不会受到洛伦兹力的作用,但磁感应强度不为零,故D错误。
故选A。
2.如图,电动机以恒定功率将静止的物体向上提升,则在达到最大速度之前,下列说法正确的是( )
A. 绳的拉力恒定
B. 物体处于失重状态
C. 绳对物体的拉力大于物体对绳的拉力
D. 绳对物体的拉力大于物体的重力
【答案】D
【解析】
【详解】A.功率恒定,根据
可知当v从零逐渐增加,则拉力逐渐减小,故A错误;
BD.加速度向上,处于超重,物体对轻绳的拉力大于物体重力,故B错误,D正确;
C.绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是一对作用力和反作用力,根据牛顿第三定律,可知两者等大反向,故C错误。
故选D。
3.如图,虚线a、b、c为电场中三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个电子仅在电场力作用下的运动轨迹,M、N是轨迹与等势面a,c的交点.下列说法中正确的是( )
A. 电子一定从M点向N点运动
B. 等势面c的电势最低
C. 电子通过M点时的加速度比通过N点时小
D. 电子通过M点时的机械能比通过N点时大
【答案】C
【解析】
【详解】A.电子可以由M到N,也可以由N到M,由图示条件不能具体确定,故A错误;
B.电荷所受电场力指向轨迹内侧,由于电子带负电,则M点电子受到左下方的电场力,因此电场线指向右上方,根据沿电场线电势降低,可知a等势线的电势最低,c等势线的电势最高,故B错误;
C.等势线密的地方电场线密,电场场强大,则N点场强大于M点场强。则电子通过N
点的加速度比M点的大,故C正确;
D.从M到N过程中电场力做正功,根据功能关系可知,机械能增加,即电子通过M点时的机械能比通过N点时小,故D错误。
故选C。
4.如图,金星的探测器在轨道半径为3R的圆形轨道I上做匀速圆周运动,运行周期为T,到达P点时点火进入椭圆轨道II,运行至Q点时,再次点火进入轨道III做匀速圆周运动,引力常量为G,不考虑其他星球的影响,则下列说法正确的是( )
A. 探测器在P点和Q点变轨时都需要加速
B. 探测器在轨道II上Q点的速率大于在探测器轨道I的速率
C. 探测器在轨道II上经过P点时的机械能大于经过Q点时的机械能
D. 金星的质量可表示为
【答案】B
【解析】
【详解】A.探测器在P点需要减速做近心运动才能由轨道I变轨到轨道II,同理,在轨道II的Q点需要减速做近心运动才能进入轨道III做圆周运动,故A错误;
B.探测器在轨道II上P点的速率大于轨道I上的速率,在轨道II上,探测器由P点运行到Q点,万有引力做正功,则Q点的速率大于P点速率,故探测器在轨道II上Q点的速率大于在探测器轨道I的速率,故B正确;
C.在轨道II上,探测器由P点运行到Q点,万有引力做正功,机械能守恒,故探测器在轨道Ⅱ上经过P点时的机械能等于经过Q点时的机械能,故C错误;
D.探测器在3R的圆形轨道运动,在轨道I上运动过程中,万有引力充当向心力,故有
解得,故D错误。
故选B。
5.一质点静止在光滑水平面上,现对其施加水平外力F,F随时间变化规律如图所示,下列说法正确的是( )
A. 在0~4s时间内,位移先增后减
B. 在0~4s时间内,动量一直增加
C. 在0~8s时间内,F的冲量为0
D. 在0~8s时间内,F做的功不为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,在0-4s内力F先向正方向,再向反方向,故质点先加速再减速到0,速度方向不变,位移增加,故A错误;
B.在0-4s内,速度先增加后减小,动量先增加后减小,故B错误;
C.0到8s内,一半时间的冲量为正,另一半时间的冲量为负,则总的冲量为0,故C正确;
D.因8s内总的冲量为0,根据动量定理,可知动量的变化为0,即初末速度为0,则动能的变化量为0,F做功为0,故D错误。
故选C。
6.物块套在光滑的竖直杆上,通过光滑的定滑轮用不可伸长的轻绳将物块由A点匀速拉到B点,AB高度为h,则在运动过程中( )
A. 绳中张力变小
B. 绳子自由端的速率减小
C. 拉力F做功为
D. 拉力F的功率P不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A.因为物块做匀速直线运动,在竖直方向上合力为零,则有
因为增大,减小,则拉力T增大,故A错误;
B.物块沿绳子方向上的分速度
该速度等于自由端的速度,增大,自由端速度v减小,故B正确;
C.F为变力,不能用功的定义。应根据动能定理,拉力F做功等于克服重力做的功,即
故C错误;
D.拉力的功率为
可知拉力F的功率P不变,故D正确。
故选BD。
7.如图,电源电动势为E,内阻为r,为定值电阻,为光敏电阻(其电阻随光照强度增大而减小)。当开关S闭合时,电容器中一带电微粒恰好静止,下列说法中正确的是( )
A. 断开开关S瞬间,电阻中有向上电流
B. 只减小的光照强度,电源输出的功率变小
C. 只将电容器上板向下移动时,带电微粒向上运动
D. 只将向上端移动时,下板电势升高
【答案】AC
【解析】
【详解】A.若断开电键S,电容器处于放电状态,电荷量变小,因下极板带正电,故电阻中有向上的电流,故A正确;
B.若只减小的光照强度,电阻变大,但由于不知道外电阻和内阻的大小关系,因此无法判断电源输出的功率的变化情况,故B错误;
C.电压不变,只将电容器上板向下移动时距离d减小,根据
可知电场强度增加,则电场力增大,所以带电粒子向上运动,故C正确;
D.由于下极板接地,只将P1向上端移动时,下板电势不变,依然为零,故D错误。
故选AC。
8.如图,倾角为30°的粗糙绝缘斜面固定在水平面上,在斜面的底端A和顶端B分别固定等量的同种负电荷。质量为m、带电荷量为的物块从斜面上的P点由静止释放,物块向下运动的过程中经过斜面中点O时速度达到最大值,运动的最低点为Q(图中没有标出),则下列说法正确的是( )
A. P,Q两点场强相同
B
C. P到Q的过程中,物体先做加速度减小的加速,再做加速度增加的减速运动
D. 物块和斜面间的动摩擦因数
【答案】CD
【解析】
【详解】ABD.物块在斜面上运动到O点时的速度最大,加速度为零,又电场强度为零,所以有
所以物块和斜面间的动摩擦因数,由于运动过程中
所以物块从P点运动到Q点的过程中受到的合外力为电场力,因此最低点Q与释放点P关于O点对称,则有
根据等量的异种点电荷产生的电场特征可知,P、Q两点的场强大小相等,方向相反,故AB错误,D正确;
C.根据点电荷的电场特点和电场的叠加原理可知,沿斜面从P到Q电场强度先减小后增大,中点O的电场强度为零。设物块下滑过程中的加速度为a,根据牛顿第二定律有,物块下滑的过程中电场力qE先方向沿斜面向下逐渐减少后沿斜面向上逐渐增加,所以物块的加速度大小先减小后增大,所以P到O电荷先做加速度减小的加速运动,O到Q电荷做加速度增加的减速运动,故C正确。
故选CD。
第Ⅱ卷(非选择题,共62分)
二、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第9题—12题为必考题,每个试题考生都必须作答。第13~16题为选考题,考生根据要求作答
(一)必考题
9.某同学采用如图甲所示的实验装置探究加速度和力的关系,其中小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m(滑轮光滑),交流电频率为Hz
(1)本实验中______(需要/不需要)满足
(2)松开砂桶,小车带动纸带运动,若相邻计数点间还有4个点未画出,纸带如图乙所示,则小车的加速度______m/s2(结果保留三位有效数字)
【答案】 (1). 不需要 (2). 2.01
【解析】
【详解】(1)[1]小车所受拉力可以由弹簧测力计测出,无需满足
(2)[2]计数点间有4个点没有画出,计数点间的时间间隔为
t=0.02×5s=0.1s
由匀变速直线运动推论
可得小车的加速度
代入数据解得a=2.01m/s2
10.要描绘一只标有“9V、5W”字样小灯泡的完整伏安特性曲线,实验室可供如下器材:
A.电流表A1(量程0.6A,内阻约为0.5Ω)
B.电流表A2(量程3A,内阻约为0.2Ω)
C.电压表V(量程3V,内阻kΩ)
D.滑动变阻器(阻值0~10Ω,额定电流0.8A)
E.滑动变阻器(阻值0~100Ω,额定电流1.5A)
F.定值电阻kΩ
G.直流电源(电动势)
H.导线和开关
(1)请在虚线框中画出电路图_______
(2)滑动变阻器应选______;电流表应选______(填写元件前序号)
(3)灯泡两端实际电压与电压表读数U关系式为______
(4)根据该电路设计图进行实验,测得电压表的读数为U、电流表读数为I,若考虑电表的内阻,则此时灯泡的电阻为______(用题目中所给字母或符号表示)
【答案】 (1). (2). D (3). A (4). (5).
【解析】
【详解】(1)[1]描绘灯泡伏安特性曲线,电压与电流应从零开始变化,滑动变阻器应采用分压接法,由题意可知,灯泡额定电压为9V,电压表量程为3V,把电压表量程扩大为9V,应给电压表串联一个定值电阻R3;电压表内阻远大于灯泡电阻,电流表应采用外接法,实验电路图如图所示
(2)[2][3]灯泡额定电流为
A≈0.56A
电流表应选A;为方便实验操作,滑动变阻器应选择D;
(3)[4]定值电阻阻值是电压表内阻的2倍,则定值电阻两端电压为电压表两端电压的2倍,故灯泡两端电压为U0=3U;
(4)[5]由图示电路图可知,电流表读数为I,则通过灯泡的电流为,则灯泡电阻
11.如图所示,足够长的粗糙绝缘轨道AB与处于竖直平面内的光滑圆弧形绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场E,现有一带电体(可视为质点)放在水平轨道上的A位置,带电体与粗糙轨道的动摩擦因数均为,从A点由静止释放,通过C点时恰好与圆轨道无挤压,且合力刚好指向圆心,已知,不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)粗糙绝缘轨道AB长度;
(2)小球从C点射出后,第一次运动到水平地面AB所需要的时间。
【答案】(1);(2)1.2s。
【解析】
【详解】(1)由于在C点只受重力和电场力并且合力指向球心,则有
解得
所以等效的重力,即合力为
小球在C点恰好与圆轨道无挤压,根据牛顿第二定律有
解得
小球从A点到C点,根据动能定理有
解得m/s,
(2)在C点速度在竖直方向分量
m/s
小球竖直方向做初速度为6m/s的匀加速运动,根据位移时间公式有
解得t=1.2s
12.如图所示,地面上固定一倾角为的光滑斜面,斜面底端固定一挡板,一轻质弹簧下端与挡板相连,上端自然伸长至B点,初始时刻,物块a在外力的作用下被压至E点,,撤去外力后,物块a沿斜面从B点射出,到达传送带右端时速度恰好水平向左,大小,与物块b粘在一起向左运动,其中物块a、b质量均为,传送带长为,始终以v=3m/s的速度顺时针转动,物块和传送带之间的动摩擦因数,为不计空气阻力,重力加速度.求:
(1)初始时刻的弹性势能;
(2)ab在传送带上运动时产生的划痕长度;
(3)由于传送物块电动机需要多消耗的电能。
【答案】(1)24.5J;(2)2.4m(3)24J。
【解析】
【详解】(1)将物块a在B点的速度沿水平和竖直方向分解,则
物块a由E到B的过程中根据能量守恒有
(2)物块a、b碰撞过程中根据动量守恒
解得
对ab整体,根据牛顿第二定律有
解得
减速位移
故先减速到0再反向加速
减速时间
相对位移
加速时间
相对位移:
故划痕长度
(3)由于物块动能未变,故电动机多消耗的电能用来补充系统损失掉的热量
【物理一选修3-3】
13.下列说法正确的是( )
A. 随着分子间距离的增大,分子势能一定先减小后增大
B. 把细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔,它的尖端就会变钝,这跟表面张力有关
C. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
D. 对于一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸收热量
E. 热力学第二定律使人们认识到,一切与热现象有关的宏观自然过程都是有方向性的
【答案】BDE
【解析】
【详解】A.随着分子距离的增大,若分子力从斥力变为引力,分子力先做正功,后做负功,则分子势能先减小后增大,若分子力一直表现为引力,随着分子间距离的增大,分子力一直做负功,分子势能一直增大,故A错误;
B.细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔,它的尖端就会变钝,这跟表面张力有关,故B正确;
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,故C错误;
D.对于一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,根据理想气体状态方程
可知气体的温度升高,则内能增大,由于气体对外做功,则它一定从外界吸收热量,故D正确;
E.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性,故E正确。
故选BDE。
14.如图,一定质量的理想气体从状态a开始,经历状态b、c、到达状态d,已知一定质量的理想气体的内能与温度满足(k为常数).该气体在状态a时温度为,求:
①气体在状态d时的温度
②气体从状态a到达状态d过程从外界吸收的热量
【答案】①Td =3T0 ② Q= 2kT0﹢6p0V0
【解析】
【分析】
由a到d气体发生等压变化,由盖吕萨克定律可以求出气体的温度;求出气体做的功,然后应用热力学第一定律求出从外界吸收的热量;
【详解】解:①状态a与状态d压强相等,由:
可得:
② 依题意可知:,
由热力学第一定律,有:
其中:
联立可得:
【物理——选修3-4】
15.如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波,实线为s时刻的波形图,虚线为
t=0.8s时的波形图,波的周期,则( )
A. 波速为
B. A比B先回到平衡位置
C. 在s时,B点到达波峰位置
D. 经过0.4s,B点经过的路程为0.4m
E. 在s时,A点沿y轴负方向运动
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.横波沿x轴正方向传播,由于波的周期T>0.6s,经过0.6s,传播距离6m,则波速
m/s
故A正确;
B.t=0.2s时,质点A由波峰向平衡位置振动,质点B沿y轴正方向向平衡位置振动,故B比A先回到平衡位置,故B错误;
C.由图可知,波长8m,则传播距离
6m=
则传播时间为
0.6s=0.75T
解得T=0.8s,在t=0.5s时,B振动了,波传播了=3m,根据波形平移可知,B点到达波峰位置,故C正确;
D.经过0.4s=0.5T,则B点振动了2A=0.4m,故D正确;
E.t=1.0s时,质点A振动了0.8s=T,则A点回到波峰位置,速度为零,故E错误。
故选ACD。
16.如图,一直角三棱柱ABC,其中,,AB长度为2L,M为AB的中点,N为BC的中点,一光线从AB面上的M点以45°的入射角射入三棱柱,折射光线经过N点。已知光在真空中的传播速度为c,求:
(1)三棱柱折射率n;
(2)光从开始射入三棱柱到第一次射出所需的时间。
【答案】(1);(2)。
【解析】
【详解】(2)由题意可知人射角,折射角,画出光路图如图所示
由折射定律有
解得
(2)由题意结合反射定律可知θ=60°,设光从三棱柱射向空气临界角为C
根据
可知光射到BC面上发生全反射,光射到AC面上的人射角,则光能从AC面上射出三棱柱
由几何关系可知
光在三棱镜中的传播速度
则光在三棱镜中传播时间